光纤光栅传感器原理.ppt

光纤光栅传感器 简介,武汉欣茂隆科技有限公司,光纤光栅传感原理,1、光纤是由外径125um的包层和直径9um的纤芯组成的 圆柱形细丝 2、纤芯由石英制成，光在纤芯内传输 3、250um涂敷层保护光纤并增强光纤的机械性能,光纤,光纤光栅传感原理,光纤光栅,1、在光纤上用紫外光刻写光栅，10mm的光纤光栅包含了 10000个在纤芯中规则分布的微小的反射镜面 2、温度/应变等物理量的变化与所导致的栅距变化呈线 性，光栅反射波长随栅距变化而线性变化；,中心波长,反射光谱,光纤光栅反射光的中心波长取决于光栅的条纹间距 光栅的条纹间距取决于： 施加的应变 温度,光纤光栅传感原理,光纤光栅传感原理,温度,波长漂移(nm),透射光谱,入射光谱,光强,光强,反射光谱,光强,光纤光栅传感原理,光在光纤光栅上的传输,1、宽带光进入光纤，经过光栅反射回特定波长的光 2、通过测量光栅反射波长，换算被测体温度/应变等物理量； 3、光栅的温度特性为10pm/，应变特性为1.2pm/微应变,光纤光栅传感原理,波分复用技术,1、采用波分复用技术，可实现一根光纤上串联18个传感器； 2、通过对不同波长光栅进行特定封装，在一根光纤上可实现温度、应变等多参数实时测量；,Sensor1,Sensor2,Sensor3,Sensor n,1,2,3,n,接头1,接头2,透射光谱,入射光谱,反射光谱,1,2,n,3,光纤光栅传感原理,光纤光栅传感原理,通过将两端光纤接头连接到监测仪器，即使某传感器故障，其它传感器依然可以被有效测量,Sensor1,Sensor2,Sensor3,Sensor n,1,2,接头1,接头2,连接接头1时的反射光谱,1,n,3,3,n,连接接头2时的反射光谱,光纤光栅传感原理,光纤光栅解调分析仪,光纤光栅传感原理,型 号：WI810A 通道数：8 测点数：144 精 度：10pm,型 号：I1610BL 通道数：16 测点数：288 精 度：10pm,型 号：WI3210B 通道数：32 测点数：400 精 度：3pm,公司研发的光纤光栅解调分析仪,光纤光栅传感原理,光纤光栅传感器光谱图,光纤光栅传感器的种类,通过对光栅进行一定的封装之后，但凡能够使光纤光 栅产生轴向形变的物理量，均可通过光纤光栅来测量。 温度 应变（压力） 位移 液位 加速度 弯曲 ,光纤光栅传感器的种类,光纤光栅传感器,利用光纤光栅温度、应变敏感的特性，通过传感头的 设计/封装，可以测量各种物理参数： 温度 应变 压力 位移 液位 加速度 气体含量 弯曲 ,光纤光栅测量温度压力,温度、压力曲线,1、材料优势： 传感器体积小，重量轻 耐化学腐蚀 优异的耐疲劳特性 传感器本质防爆 适和应用于恶劣环境 2、传感优势： 光纤既是传感器又是信号传输媒介，抗强电磁干扰 测点数多，可串，并联组网，可多参数测量 长距离传输，可达40km 可靠性高，在某个传感器失效情况下，其它传感器数据仍可有效测量,光纤光栅传感器的特点,光纤光栅产品健康安全监测应用领域, 航空航天（增强碳纤维复合材料健康监测，航天飞机温度和应变监测） 舰船（结构健康安全监测，纤维增强塑料闸门实时监测） 土木（建筑，桥梁，边坡，矿井结构安全监测） 电力（开关柜、变压器、电缆沟/井安全监测） 石化（油品计量，液位测量，火灾报警，海洋平台/油井温度和压力/应变监测）,光纤光栅传感器的应用,土木行业：水立方健康安全监测,电力行业：风力发电叶片健康安全监测,航空：直升机旋翼健康安全监测,石化：海洋平台冰激安全健康监测,轨道交通：Arbois铁路地基变形监测,光纤光栅传感器的应用,石化行业：储油罐温度监测,轨道交通：地铁健康安全监测 1、直流电源线支架安全监测； 2、隧道壁压力监测 ； 3、隧道内的火灾监测； 4、高压动力电缆温度监测,油田：地下油井健康安全监测 1、压力监测； 2、温度监测；,光纤光栅传感器的应用,石化行业：储油罐多参数测量 1、液位；